系统管理 力争最优——谈广西玉柴股份安全生产标准化一级企业建设体会

根据国家安全监督管理总局的要求，广西玉柴机器股份有限公司（以下简称玉柴股份）于2012年5月正式启动安全生产标准化创建工作，并于2013年12月通过了中国机械工业安全卫生协会组织的现场评审，达到了安全生产标准化一级企业的标准。玉柴股份在一年多的安全生产标准化创建过程中，突出了以下几个特点。

广西玉柴喂线蠕化处理试验生产情况简介

2009年底开始进行喂线法蠕化处理试验生产以来,取得了一定的成效,通过试验生产的总结,认为喂线法是一种有发展潜力的蠕化处理方法,但存在许多问题有待进一步完善。

玉柴机器 环保动力

各位领导、各位代表: 非常感谢组委会给我机会向各位介绍我公司及产品情况,我发言的主题是“玉柴机器 环保动力”。 广西玉柴机器股份有限公司是国家大型一类企业,属中外股份制,生产规模已达18.5万台,1996年通过了ISO9001质量体系认证,1995年获“中国最大内燃机生产基地”和“中国内燃机制造业功勋企业”称号,曾多次被评为“全国用户满意企业”、“全国用户满意服务企业”、

安全管理重在落实——玉柴股份安全管理经验谈

广西玉柴机器股份有限公司于2013年12月顺利通过了中国机械工业安全卫生协会组织的安全生产标准化一级企业的评审，这是玉柴股份多年来认真履行安全生产的主体责任，强化安全管理，使各项安全生产措施落实到位的结果。玉柴股份的安全管理突出了以下6个方面的重点。

玉柴公司节能管理的实践与探索

1 前言 广西玉柴机器股份有限公司是国有控股的中外合资大型股份制企业,是年综合能源消费量达2万多吨标准煤的用能单位。 玉柴是中国最大的车用柴油机生产基地,在33亿多元人民币资产中,设备达9.15亿元,拥有各类设备4895台(套),其中动能发生设备279台(套),电气设备1379台(套),工业窑炉78座。

适用发动机性能预测的先进机器学习方法

为了提高六缸重型柴油-天然气双燃料发动机的性能、减少污染物排放,使用反馈神经网络、支持向量机和高斯处理3种先进的机器学习方法来建立以发动机的转速、扭矩、柴油预喷提前角、柴油预喷比例和天然气替代率作为输入,以NO_(x)、CO_(2)和比油耗作为输出的预测模型,对比3种机器学习模型的预测结果。结果表明:高斯处理(Gaussian processing, GP)模型的预测精度最高,其输出变量的总体决定系数分别为0.960 1、0.991 9和0.993 5,相比于反馈神经网络(feedback neural network, FNN)和支持向量机(support vector machine, SVM),NOx预测精度分别提高3.7%和2.6%,CO_(2)排放预测精度提高约3%,比油耗(brake specific fuel consumption, BSFC)预测精度分别约提高4%和8%;GP模型预测NO_(x)、CO_(2)和BSFC的总体均方相对误差均小于0.13,总体平均绝对百分比误差均小于0.1%。

玉柴机器引领NG动力时代

通过十年的技术创新与市场积累，凭借领先的技术与优异的性能，玉柴动力在NG客车市场继续演绎上佳表现。

大缸径柴油机燃烧系统优化模拟

为提高某缸径200 mm船用发电柴油机的燃油经济性,本文设计了活塞燃烧室和燃油喷射系统的升级方案并进行了模拟优化。升级方案提高了压缩比和燃油喷射压力,采用大径深比浅ω燃烧室配合158°喷油夹角喷油嘴。对不同方案下发动机的缸内工作过程进行了计算流体力学模拟,计算了高压指示功和放热率相位,分析了缸内温度、反应过量空气系数和速度分布及演化。模拟结果表明:升级方案能够提高发动机热效率。增加喷孔数并减小孔径,可以在保持NOx排放基本不变的条件下提高高压指示功4.5%,降低碳烟排放约60%。采用“平顶”浅ω燃烧室与158°喷油夹角喷雾配合,油气混合气快速进入余隙并形成逆时针的漩涡流动,能够加速油气混合和燃烧过程,提高热效率。

高原环境下重型车辆排放物生成机制分析

针对高原环境下重型车辆排放物生成机制尚不清晰的问题,以1辆搭载国六重型柴油发动机的车辆作为研究对象,在海拔2 400 m左右高原环境下,利用便携式排放测量系统(PEMS)设备,对不同负荷工况车辆冷启动过程排放污染物的瞬态变化趋势进行了研究。结果表明,受高原稀薄空气的影响,运行前期,车辆在高负荷工况下CO排放更高,且与10%和50%负荷不同,100%负荷下,NOx、NO和NO2排放峰值主要出现在运行时间300~500 s;在高负荷工况下,车辆碳烟颗粒排放量高,但水温增加后,碳烟颗粒排放迅速下降。冷起动过程中CO、NOx和碳烟颗粒数量浓度(PN)仍是排放污染物控制的关键项目,特别是在高原环境下。

基于GT-PowerDOE的柴油机性能优化

为研究进排气门正时角度和进气歧管长度对于柴油机综合性能的影响,利用发动机仿真软件GT-Power对某款国产柴油发电机的柴油机部分进行建模,并基于台架实验验证其模型准确性。在额定转速为1500 r/min、负载为90%的工况下,应用实验设计(design of experiments,DOE)工具,以发动机进排气门正时角度和进气歧管长度作为自变量,柴油机功率、比油耗和碳烟(soot)排放率为因变量,进行了最大功率、最小比油耗和最低碳烟排放量的多目标优化。结果表明:适当缩短进气歧管长度可以提高发动机进气压力和进气效率,提高发动机动力性和燃油经济性,增大气门重叠角可以有效降低气缸的泵气损失,提升柴油机做功效率,同时降低气缸内温度,从而降低碳烟的排放率。最终,各个目标值分别实现了1.3%、1.0%和2.6%的优化。

不同尾气热管理策略对当量天然气发动机WHTC循环排放的影响

国六天然气发动机采用等当量燃烧结合外部冷却EGR及TWC的排放控制技术路线,TWC的转化效率是保证发动机排放达标的重要因素,而催化器的入口温度是决定TWC转化效率高低的最重要影响参数之一。然而,在冷起动阶段及排气管路温降较大的情况下,存在TWC入口尾气温度难以满足发动机及整车排放高效转化需求的问题。针对该问题,在一台4.5 L排量的发动机和一辆搭载该发动机的城市环卫车上探究不同尾气热管理策略对发动机WHTC循环排放及整车作业循环排放的影响。研究结果表明:采用起动快速温升的尾气热管理策略,能有效提高冷起动阶段发动机尾气温度,WHTC循环的TWC入口温度达到300℃所需时间缩短了300 s,显著降低了NO_(x),CH 4和CO循环排放,降幅分别达到38.5%,38.5%和5.8%;采取在TWC上增加金属载体前级方案的尾气控制策略,WHTC循环的NO_(x),CH 4和CO循环排放分别降低了62.2%,42.8%和15.7%;采用对整车排气尾管包裹的尾气热管理策略,在整车作业循环工况下,TWC入口温度相比采用普通石棉包裹的方案提高了近200℃,使得NO_(x)瞬时排放值30 s平均值的最大值降低了60.9%,能更好地满足北京第六阶段的排放法规要求。

电控放气阀涡轮增压器在柴油机上的试验研究

在一台满足国六b阶段排放标准的柴油机上,开展电控放气阀涡轮增压器对发动机性能、排放影响的试验研究。试验验证表明:发动机匹配电控放气阀涡轮增压器在发动机中高转速工况对油耗有一定改善,在中低负荷工况能降低油耗、提高排气温度。通过电控放气阀开度特性优化并确定最优的控制参数,在WHTC循环SCR催化器平均温度从226℃提升到246℃,冷态WHTC循环NOx排放降低25%,冷热加权NOx排放降低8.6%。

涂层刀具铣削HT350高强度氮型灰铸铁的磨损机理研究

为探究HT350高强度氮型灰铸铁的铣削性能,选用PVD涂层硬质合金刀具和CVD涂层硬质合金刀具对HT350高强度氮型灰铸铁进行铣削试验,对比研究两种刀具的磨损形貌,通过极差分析探究切削三因素对磨损带宽的影响,并对磨损区的元素分布进行了观测。结果表明:相同铣削用量条件下,PVD涂层刀具前刀面的磨损情况比CVD涂层刀具更严重,铣削速度V_(c)对刀具的磨损带宽影响最大,其次是背吃刀量a_(p),最小是进给量f_(z)。在低切削速度(V_(c)=100~200m/min)时,刀具磨损以磨粒磨损和黏结磨损为主;在高切削速度(V_(c)=200~250m/min)时,刀具磨损以扩散磨损和氧化磨损为主。PVD涂层中的TiAlN被氧化生成Al_(2)O_(3),同时Al_(2)O_(3)在加工过程中不断剥落,导致PVD涂层刀具的磨损情况更加严重。

增压方式对高原重型天然气发动机性能研究

国六当量重型天然气发动机普遍采用单级废气涡轮对新鲜充量进行增压,在高原低压环境下,相对较低的进气密度,单级废气涡轮增压方式无法提供工况稳定高效运行所需要的增压需求,导致发动机动力下降问题突出。为研究不同增压方式对国六当量重型天然气发动机高原性能的影响,通过发动机模拟高原台架测试,分析了单级废气涡轮增压和两级增压两种不同增压方式发动机在模拟高原低压环境下的性能表现。试验结果表明:两级增压方式可明显改善重型天然气发动机在高原低压环境下的动力下降问题。相比单级废气涡轮增压方式,在发动机安全运行的边界条件内,两级增压方式在平原环境下的功率密度可提升13.7%;2km海拔下发动机实现无功率损失,功率下降改善13%;2.5km海拔下发动机动力无损失;3km海拔下动力下降问题改善幅度较大,最大降幅由27.5%降低为10.2%。此外,高原低压环境下发动机增压器转速安全裕度的增加大大降低了增压器超速断轴问题的风险,提升了发动机运行的耐久可靠性。

燃烧室结构对当量重型天然气发动机性能和排放影响研究

为研究不同燃烧室结构对国六当量重型天然气发动机性能的影响,通过台架试验分析了相同压缩比下缩口型和碗型两种不同燃烧室结构对发动机燃烧、性能和排放的表现。发动机台架试验结果表明:与采用缩口型燃烧室结构对比,发动机采用碗型燃烧室结构时,燃烧初期火焰传播速度快,火焰发展期、快速燃烧期缩短,燃烧相位靠前,但受到火焰面发展不对称的影响,燃烧持续期延长。此外,燃烧速度的提升缩减了火焰传播到末端混合气的时间,拓宽了爆震边界,在低转速1100r/min工况,相比缩口型燃烧室结构,发动机采用碗型燃烧室结构,燃气消耗率下降2.15%,CH 4排放下降23%,涡前排温下降了2%。在高转速1700r/min工况,燃气消耗率下降2.65%,CH 4排放下降16%,涡前排温下降了5.8%。

海拔高度对车用柴油发动机性能的影响

基于高原模拟试验台架开展不同海拔高度下柴油发动机的性能排放试验。结果表明:随着海拔高度的增加,进气质量流量减少,空气中氧气含量减少,对高转速和低转速下的最大扭矩输出有较大影响,但在中间转速下其影响较小;随着海拔高度的增加,缸内燃烧效率下降,做功能力下降;随着海拔高度的增加,排气烟度增大,其中在低转速、大负荷下烟度对海拔高度更为敏感;海拔高度为1900m时NO_(x)排放体积分数与平原基本相当,当海拔高度增加到2400m时,NO_(x)排放体积分数显著高于平原下的情况。

基于GT-Power的压电晶体喷油器性能仿真分析

为优化柴油机压电晶体喷油器性能,采用GT-Power建立高压共轨压电晶体喷油器仿真模型,改变模型中压电晶体的材料属性,设置不同电压条件,仿真分析压电晶体执行器的弹性模量、晶体驱动电压对执行器位移、喷油针阀压强、喷油器温度及每循环喷油量的影响。仿真结果表明:压电晶体喷油器弹性模量大于75 GPa,执行器位移随驱动电压的增大而增大;喷油器弹性模量大于80 GPa,喷油针阀处的压强增大,温度升高;相比弹性模量为55 GPa,弹性模量为80 GPa时,压电晶体执行器位移增大15.6%,喷油器每循环喷油量增加2.3%。压电晶体喷油器弹性模量为75~80 GPa,可以提高喷油速率,缩短喷油持续期,有利于提高柴油机热效率。

柴油含硫量对国六重型柴油机排放的影响

基于某款国六重型柴油机,搭载全流发动机台架,分别采用3种不同典型硫含量的柴油,对比世界统一瞬态循环(WHTC)下NO_(x)、HC和CO排放的差异。结果表明:随着柴油含硫量的升高,NO_(x)排放量也会显著升高,但HC、CO的排放量一直维持在较低水平,无明显变化。

预燃室湍流射流点火甲醇发动机稀薄燃烧和排放特性试验研究

基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃期和燃烧持续期。随着过量空气系数变大,缸内压力和放热率峰值变小,TJI和火花塞点火(spark ignition,SI)燃烧模式滞燃期和燃烧持续期均变长。此外,TJI燃烧模式可有效提升甲醇发动机的稀薄燃烧稳定性,可将稀燃极限拓展至过量空气系数2.0。TJI燃烧模式下平均指示压力略低于SI模式;然而对于过量空气系数大于1.1的稀燃工况,TJI燃烧模式指示燃油消耗率更低,在过量空气系数1.3时低于570 g/(kW·h),说明其具有更好的燃油经济性。TJI燃烧模式下氮氧化物排放量明显低于SI燃烧模式,过量空气系数1.1时降低约37.2%,并且在过量空气系数大于1.3的极稀燃工况具有相对较低的甲醛CH_(2)O和碳氢化合物排放。